Тепловая труба

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 4612 95

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.06.71 (21) 1672875/24-6 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 25.02.75. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 29.04.75 (51) М. Кл. F 28d 15/00

F 25Ь 19/02

F 25d 7/00

Государствеиный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.565.58 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. Г. Шашков и Л. Л, Васильев

Институт тепло- и массообмена АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) ТЕПЛОВАЯ ТРУБА

Изобретение касается тепловых труб, в которых возврат жидкого рабочего тела из зоны конденсации в зону испарения обеспечивается центробежными силами.

Известны бесфитильные центробежные тепловые трубы, выполненные в виде герметичного корпуса с осевым отверстием, образованного соосными наружной и внутренней поверхностями вращения, например, в виде сплющенного тора, частично заполненного рабочим телом, изменяющим свое агрегатное состояние в процессе замкнутой циркуляции между зонами испарения и конденсации, и возвратом жидкости в зону испарения под действием центробежных сил.

В таких центробежных тепловых трубах перенос тепловой энергии обеспечивается, в основном, в осевом направлении за счет кривизны поверхности, так как диаметр трубы в зоне испарения превышает диаметр трубы в зонах конденсации, что существенно ограничивает практическую область применения подобных труб.

Цель изобретения — повысить термодинамическую эффективность тепловых труб.

Для этого внутренняя поверхность вращения тепловой трубы снабжена нарезкой, а осевое отверстие выполнено в виде канала для циркулирующего хладагента, При таком выполнении тепловой трубы обеспечивается не осевой, а радиальный перенос тепловой энергии, так как внутренняя поверхность вращения трубы образует зону конденсации рабочего тела, омываемую снаружи циркулирующим во вращающемся канале хладагентом. Хладагент с помощью сил трения о стенки вращающегося канала закручивается, турбулизируется, обеспечивая интенсификацию теплообмена по всей длине зоны конден10 сации тепловой трубы. Для улучшения условий разбрызгивания капель жидкого рабочего тела и равномерного смачивания зоны испарения на внешней поверхности вращения тепловой трубы внутренняя поверхность вра15 щения трубы имеет нарезки, например винтовые, которые служат центрами отрыва капель.

На чертеже показана предложенная труба.

Тепловая труба выполнена в виде герметичного корпуса 1, например в виде сплющенного

20 тора.

Корпус образован наружной 2 и внутренней

3 поверхностями вращения. Внутренняя поверхность вращения 3 жестко вмонтирована во вращающийся канал 4, по которому циркули25 рует хладагент, например газ или жидкость.

Стенки герметичного корпуса 1 изготовлены из материала с хорошей теплопроводностью, например меди.

Корпус 1 частично заполнен подходящим

30 рабочим телом, например водой, аммиаком, 461295

3 2

Составитель Г. Антонова

Техред Е. Борисова Корректор М. Щипков»

Редактор E. Кравцова

Заказ 1034/6 Изд. № 488 Тираж 740 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 3(-35, Раушская наб„д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ртутью, в количестве, необходимом для покрытия его стенок жидкостью во время работы тепловой трубы. На внутренней поверхности 3 вращения нанесена нарезка 5 для отрыва капель жидкости.

К наружной поверхности 2 вращения корпуса 1 в зоне испарения подводится тепло, например, в виде излучения лазера или струи горячего газа. Тонкая пленка жидкого рабочего тела, образуемая при вращении канала 4 совместно с герметичным корпусом 1, под действием центробежных сил равномерно смачивает зону испарения. Образующийся при этом пар под действием градиента давления перемещается в зоне конденсации трубы, образованной внутренней поверхностью вращения 3.

3а счет обдува последней циркулирующим в канале 4 хладагентом пар конденсируется в жидкость, передавая тепло нагреваемому хладагенту. Капли жидкости под действием цен тробежных сил отбрасываются к периферии корпуса 1, причем возврату жидкости способствуют регулярные центры отрыва капель в виде нарезки 5 на внутренней поверхности 3 вращения. В зоне испарения трубы жидкость снова испаряется с поглощением тепла от источника нагрева, т. е. осуществляется замкнутая циркуляция рабочего тела внутри герметичного корпуса 1, обеспечивающая нагрев циркулирующего в канале 4 хладагента.

Тепловая труба подобной конструкции может быть использована, например, в пищевой промышленности для пастеризации молока, в медицине для тепловой обработки препаратов, в атомных реакторах для нагрева теплоносителя и т. д.

Возможна компоновка нескольких последовательно расположенных центробежных тепловых труб на одном вращающемся канале с хладагентом. Нарезка может быть выполнена на всех стенках герметичного корпуса.

15 Предмет изобретения

Тепловая труба, выполненная в виде герметичного корпуса с осевым отверстием, образованного соосно расположенными наружной и внутренней поверхностями вращения, напри20 мер, в виде сплющенного тора, частично заполненного рабочим телом, с возвратом жидкости из зоны конденсации под действием центробежных сил, отличающаяся тем, что, с целью повышения термодинамической эф25 фективности, внутренняя поверхность вращения снабжена нарезкой, а осевое отверстие выполнено в виде канала для циркулирующего хладагента.